保偏光纤耦合器和波分复用器综览

在高级光纤通信系统和先进的光纤传感器系统中，保偏光纤耦合器和波分复用器的应用不断扩大。本文叙述它们的主要结构，制造方法，性能及其现状。     

熔锥型宽带保偏光纤耦合器的研究

熔融拉锥型宽带保偏光纤耦合器的制造工艺及其工艺参数的设置,对器件的性能有直接的影响.根据熔融拉锥型宽带保偏光纤耦合器的原理和光纤电磁理论,结合试验事实,对熔融拉锥的工艺进行了总结:实现了常规熔融拉锥型宽带保偏光纤耦合器的制作,并对产品进行了测试,完成了预期研究目标.     

磨抛型保偏光纤偏振器特性研究

采用保偏光纤(PMF)定轴技术,将光纤粘贴在刻有双弧线槽的玻璃基片上,将其用研磨机研磨,使光纤呈D形,再在其上镀膜,得到最小封装尺寸为1.0 mm×25 mm、消光比为38 dB的高性能磨抛型PMF偏振器。建立了器件损耗、消光比测试系统以及温度特性实时测量系统。小批量生产的该磨抛型PMF偏振器实现了损耗小于0.5 dB的要求,消光比在30 dB以上,在-40 ℃~+60 ℃温度范围性能保持稳定。     

基于马赫-曾德尔干涉仪的保偏光纤温度传感器研究

根据马赫-曾德尔干涉仪(MZI)原理在两根标准 单模光纤(SMF)中间熔接一段保偏光纤(PMF),通过电弧 放电和熔接推挤形成凹-凸型锥,构成温度光纤传感器。利用PMF的包层模、纤芯模对温度 的灵敏度差异,通 过检测透射光谱中不同干涉谷的波长和强度变化,实现对温度的测量。实验表明,在25~70℃的范围内, 当PMF的长为30mm时,在1533.68nm和1560.92nm时的干涉谷对应的波长灵敏度为0.029 nm/℃和0.040nm/℃,对应的强度灵敏度为0.12dB/℃和0.097dB/℃;当PMF的长度为 40mm时,在1540.54nm和1568.64nm时的干涉谷对 应的波长灵敏度为0.083 nm/℃和0.099nm/℃,强度 灵敏度为0.152 dB/℃和－0.211dB/℃。根据 光谱仪0.01nm和0.01dB的分辨率,对应的波 长和强度分辨率分别为0.100 ℃和0.047℃。     

基于保偏长周期光纤光栅的光纤环镜传感器

提出了一种基于保偏长周期光纤环形镜结构的光纤 传感器,可实现对湿度和温度两个参数的 同时测量。采用高频CO₂激光器在熊猫形保偏光纤(PMF)上写入长周期光纤光栅(LPFG),然 后与3dB单模 光纤(SMF)耦合器连接组成光纤环形镜,并在保偏长周期光纤光栅(PM-LPFG)表面涂覆一 层湿敏材料聚乙烯醇(PVA)薄膜用于获得空气的相对湿度。PM-LPFG的谐振峰波长强度和波长同时 随湿度 与温度的变化而变化,实现对外界相对湿度与温度的同时测量,相对湿度和温度的灵敏度分 别为0.17nm/%RH和0.21nm/℃。     

影响波分复用器信道间隔的制作条件研究

近年来随着光纤的问世,光网络也慢慢被广泛的应用,这使得波分复用技术的应用及其制作工艺显得尤为重要。目前熔锥型波分复用器的制作工艺已被广泛应用于生产中,但由于对其制作条件研究比较单一,造成生产上成品率不高。在此通过用熔融拉锥法制作1×2波分复用器时,分别在不改变其他参数的情况下采用不同制作周期,不同氢气流量和不同拉锥速度,并发现这些制作条件会对波分复用器信道间隔造成一定影响,同时利用的热力学中的有效加热时间和激活能对出现的现象及结果进行了解释。     

一种高双折射光子晶体光纤及其保偏特性研究

对纤芯附近引入两个大孔的光子晶体保偏光纤(PM-PCF)双折射特性进行分析,通过调节大孔直径和小孔直径,给出PM-PCF最优化的设计参数.同时,在包层采用选择性填充方法,使双折射进一步提高.采用有限元法(FEM),模拟并分析了该光纤的偏振特性和基模模场分布.研究表明:采用本文方法使PM-PCF的模式双折射比普通PM-P...     

基于保偏光纤模式干涉的应变传感器研究

为了进一步了解模式干涉光纤传感器的原理,并相应提高应变传感器的性能,提出一种基于保偏光纤(PMF)的模式干涉应变传感器。在两根单模光纤(SMF)之间,腰椎放大熔接一根长30mm的PMF,构成全光纤模式干涉传感器。应变的变化将会引起光纤的纤芯模与包层模相位差的变化,从而导致干涉光谱的变化。在应变范围为0～3 605με,通过光谱仪(OSA)检测宽带光源经光纤传感器后的透射光谱。采用最小二乘法对光强强度和应变进行线性拟合,发现光强减小的趋势与应变的变化有很高的线性关系,并测得应变的灵敏度可达到0.004dB/με,对应的分辨率为2.5με。本文传感器制造简单、费用较低和结构稳固,并且具有很高的分辨率,因此适用于实际测量。     

椭圆芯光子晶体保偏光纤的优化设计

通过调节椭圆芯光子晶体光纤（PCFs）孔直径和孔间隔,以甲基丙烯酸甲酯（MMA）作为基材,采用本体聚合的方法,研制出2种不同保偏（PM）程度的PCFs预制棒,并采用二次拉伸方法得到2种参数结构的样品,进而针对不同的样品进行PM性能和光学性质测试研究,实验给出椭圆芯PMPCFs最优化的设计参数。     

基于熔融拉锥技术的全光纤粗波分复用器

介绍了使用熔融拉锥技术(FBT)制作粗波分复用器(CWDM)中无源器件的过程,并且测试了制作的粗波分复用器无源器件的性能参数。同时我们比较了用熔融拉锥技术制作的粗波分复用器无源器件和用薄膜技术制作的粗波分复用器以及密集波分复用器的无源器件的性能。     

单偏振光纤激光器的研究进展

单偏振光纤激光器已成功应用于光纤传感、光纤陀螺和相干通信等领域。在阐述了光纤激光器机理和偏振理论的基础上,综述了光纤激光器基于保偏光纤、偏振控制器以及光纤布拉格光栅（FBG）等技术实现单偏振输出的方法以及近年来的研究进展,并对其进行了对比分析,提出相应的改进方案。     

基于分立衍射光栅的波分复用(解复用)器

波分复用(解复用)器是光通信中重要的无源器件。对目前常用的波分复用(解复用)技术进行了综述,着重介绍了一种新颖的波分复用(解复用)技术,基于分立衍射光栅的波分复用(解复用)技术,并介绍了它所克服的技术难点以及目前它所达到的技术水平。     

本征平坦增益带宽>33 nm的高增益、低噪声L-波段铒光纤放大器

对掺铒光纤L-波段的增益谱特性进行了理论模拟与实验,确定了形成平坦增益谱的最佳粒子数反转条件(～40％);采用两段级连分配抽运放大光路,小信号增益>36dB,最低噪声系数<4.4dB,在不加增益平坦滤波器的条件下,23±0.5dB的本征平坦增益带宽达到33.5nm(1569～1602.5nm)。     

像束相关性误差对波分复用光纤传像系统成像效果的影响

在波分复用光纤传像系统中,像束光纤的相关性错位误差将直接影响整个光纤传像系统的综合成像效果。本文重点分析了色散方向与光纤相关错位方向的关系对成像质量影响的规律,以及应采取的措施。     

粗波分复用(CWDM)系统及其测试

对粗波分复用技术的产生、发展和应用进行描述，并与密集波分复用技术进行比较，最后介绍了粗波分复用系统的测试及其注意事项。     

掺饵光纤放大器用1480 nm/1550 nm波分复用器的优化设计

以组合波导理论为基础，分析了1480/1550 nm波分复用器的耦合区横截面形状和尺寸与偏振灵敏度的关系。着重比较了矩形截面和椭圆形截面二种波分复用器的偏振性能，并发现当椭圆截面的短轴与长轴之比为1:1.88时，器件性能几乎与偏振无关。研制成功的1480/1550 nm波分复用器的波长隔离度大于20 dB,偏振灵敏度小于0.1 dB,附加损耗小于0.5 dB。     

掺饵光纤放大器用1480／1550nm波分复用器的优化设计

以组合波导理论为基础，分析了１４８０／１５５０ｎｍ波分复用器的耦合区横截面形状和尺寸与偏振灵敏度的关系。着重比较了矩形截面和椭圆形截面二种波分复用器的偏振性能，并发现当椭圆截面的短轴与长轴之比为１：１．８８时，器件性能几乎与偏振无关。研制成功的１４８０／１５５０ｎｍ波分复用器的波长隔离度大于２０ｄＢ．偏振灵敏度小于０．１ｄＢ．附加损耗小于０．５ｄＢ。     

带有光放大的波分复用技术在光纤通信中的应用

本文论述了波分复用技术的优点及其应用；介绍了波分复用技术与光纤放大器相结合后的发展概况２；评述了波分复用技术发展中的主要问题及其在当前实用系统中的解决方案和今后的发展方向。     

硅光子中波分复用技术研究

介绍了硅光子互连中4种波分复用器及相关单片集成发射接收芯片,其中硅纳米线阵列波导光栅及刻蚀衍射光栅波分复用器单个芯片就可以成倍扩展通道数,非常适合大通道数密集波分复用,马赫-曾德尔结构及微环谐振型波分复用器芯片通道数增大时需要多个单元级联,波长准确性及间隔不易控制,比较适合通道数少的芯片应用。同时,给出了自主设计和制备的硅纳米线阵列波导光栅和刻蚀衍射光栅,通过采用阵列波导展宽方法,有效抑制了阵列波导的串扰,实现串扰小于-15 d B;通过在刻蚀衍射光栅反射面引入二维光子晶体反射镜,降低了刻蚀衍射光栅的反射损耗,损耗比普通刻蚀衍射光栅减小了3 d B。     

单偏振的双波长光纤激光器的实验研究

对偏振态稳定的单、双波长可以选择的光纤激光器进行了研究.扭转光纤控制构成腔的偏振态,实现单偏振的单、双波长激光输出转换,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅,改变保偏光纤的双折射可实现激光输出双波长间隔的自由调谐.室温下,相关实验获得激光双波长间隔0.6 nm,输出功率8 dBm.